TWI481430B - 射束位置監視裝置及粒子線治療裝置 - Google Patents

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TWI481430B
TWI481430B TW101137069A TW101137069A TWI481430B TW I481430 B TWI481430 B TW I481430B TW 101137069 A TW101137069 A TW 101137069A TW 101137069 A TW101137069 A TW 101137069A TW I481430 B TWI481430 B TW I481430B
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Hisashi Harada
Yuehu Pu
Masahiro Ikeda
Kazushi Hanakawa
Toshihiro Otani
Tadashi Katayose
Yukiko Yamada
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

射束位置監視裝置及粒子線治療裝置
本發明係關於一種供醫療用或研究用的粒子線治療裝置，尤其是關於所謂點掃描(spot scanning)或點線掃描(raster scanning)之掃描型粒子線治療裝置中的粒子線射束(beam)之位置或尺寸的資料處理。
一般而言，粒子線治療裝置係具備：射束產生裝置，用以產生帶電粒子射束；加速器，與射束產生裝置連接，用以加速所產生的帶電粒子射束；射束輸送系統，用以輸送在加速至經加速器設定過的能量(energy)之後才被射出的帶電粒子射束；以及粒子線照射裝置，設置於射束輸送系統之下游，用以將帶電粒子射束照射於照射對象。當對粒子線照射裝置大致區分時，有以下的方式：寬(broad)照射方式，以散射體來散射擴大帶電粒子射束，且使經擴大的帶電粒子射束與照射對象之形狀一致而形成照射場；以及掃描照射方式(光點掃描、點線掃描等)，以與照射對象之形狀一致的方式，掃描較細之呈鉛筆狀的射束而形成照射場。
寬照射方式，係使用射線調準器(collimator)與射束照射限制模(bolus)來形成符合患部形狀的照射場。此種方式係形成符合患 部形狀之照射場，且預防對正常組織之不必要照射，此為最為通用之優異的照射方式。但是，此種方式有必要針對每一患者製作射束照射限制模、與配合患部使射線調準器變形。
另一方面，掃描照射方式，係不需要射線調準器與射束照射限制模之自由度高的照射方式。但是，由於其不使用預防對患部以外之正常組織之照射的此等零件，所以被要求比寬照射方式還高的射束照射位置精度。
在專利文獻1中，有揭示一種粒子線治療裝置之射束位置監視器以解決下述之問題為目的：在改變照射位置時不使帶電粒子射束停止照射的點線掃描照射方式中，有無法正確地區別在帶電粒子射束之掃描途中收集到的電荷與掃描完成時收集的電荷，此成為主因而使得射束位置測定之精度降低的問題。專利文獻1之射束位置監視器係具備：收集電極(相當於位置監視器之感測器部)，用以收集因帶電離子束之電離作用而產生的收集電荷；以及信號處理電路，進行利用收集電荷來界定射束位置用的射束位置運算。信號處理電路係具有：I/V轉換器，用以產生對收集電極之電流輸出進行I/V轉換的電壓信號；數位信號產生電路，接受該電壓信號之輸入以產生關於收集電荷的數位信號；時序信號收發部，接收從停止照射點(相當於點掃描照射方式之照射點)至下一個停止照射點所掃描的帶電粒子射束在非掃描狀態(停留於停止照射點的狀態)所產生的信號作為時序(timing)信號；以及射束位置運算部，以時序信號收發部接收到時序信號之時序，接受關於藉由數位信號產生電路所產生之收集電荷的數位信號之輸入，並使用關於接收到輸入之收集電荷的數位信號來進行射束位置運算。
[先前技術文獻] (專利文獻)
(專利文獻1)日本特開2010-60523號公報(0008段至0011段、第1圖)
在掃描照射方式之粒子線治療裝置中，由於被要求較高的射束照射位置精度，所以需要藉由射束位置監視裝置頻繁地進行射束位置之確認。射束位置監視裝置，例如具備：位置監視器，藉由複數個檢測通道(channel)來檢測帶電粒子射束之通過位置；以及射束資料處理裝置，根據從位置監視器輸出之複數個類比信號來計算位置監視器中的作為帶電粒子射束之通過位置的射束位置。射束資料處理裝置係設置於位置監視器之附近。構成射束資料處理裝置之電子裝置，為了作成避免因伴隨帶電粒子射束之照射而產生的放射線之影響造成誤動作，而在將動作速度個別高速化方面有所界限。
在專利文獻1所揭示的發明中，雖然能以帶電粒子射束在未被掃描之非掃描狀態下產生的信號之時序，在設定於被檢體之停止照射點中僅取得1次帶電粒子射束停止掃描而被照射的照射位置資料，但是此在照射位置資料之取得間隔比照射位置資料之處理時間還長的情況下才有可能。如上所述，由於專利文獻1之射束位置監視器亦受到伴隨帶電粒子射束之照射而產生的放射線之影響，所以為了預防因放射線之影響所帶來的誤動作，就無法將電子裝置之動作速度個別高速化，且無法縮短照射位置資料之取 得間隔。
在照射位置資料之取得間隔比照射位置資料之處理時間還短的情況時，專利文獻1之射束位置監視器，由於沒有適切的對策所以有無法持續取得停止照射點之照射位置資料的問題。因此，在停止照射點必須取得射束位置資料的情況時，只能藉由可持續取得停止照射點之照射位置資料的掃描模式(pattern)之照射方法來進行粒子線治療，而無法藉由同一停止照射點之複數次的資料取得來進行既高精度又更提高安全性的帶電粒子射束之照射、或無法藉由縮短停止照射點之照射時間來進行粒子線治療中的一次治療時間之縮短。
本發明係為了解決如上述之課題而開發完成者，其目的在於即便是在有伴隨帶電粒子射束之照射而產生的放射線之影響的情況下，仍可縮短帶電粒子射束之照射位置的取得間隔。
本發明之射束位置監視裝置，係包括：複數個位置監視器，藉由複數個檢測通道來檢測帶電粒子射束之通過位置；以及射束資料處理裝置，根據從複數個位置監視器輸出的複數個類比信號來運算處理帶電粒子射束之狀態。射束資料處理裝置係具有：複數個通道資料轉換部、及依複數個位置監視器之每一個進行處理的複數個位置尺寸處理部以及總括控制部。通道資料轉換部，係執行將從位置監視器輸出的複數個類比信號之每一類比信號轉換成數位信號的AD轉換處理。位置尺寸處理部，係根據藉由複數個通道資料轉換部所處理過的複數個電壓資訊，來計算位置監視器中的屬於帶電粒子射束之通過位置的射束位置。總括控制部， 係在帶電粒子射束照射於照射對象之期間，以依每一位置監視器錯開時序而執行AD轉換處理之方式，來控制複數個通道資料轉換部。
依據本發明之射束位置監視裝置，由於是以藉由總括控制部來執行將對應複數個類比信號的每一位置監視器錯開時序而執行AD轉換處理之方式，來控制複數個通道資料轉換部，所以即便是在有伴隨帶電粒子射束之照射而產生的放射線之影響的情況下，仍可以較短的取得間隔來獲得帶電粒子射束之照射位置。
1‧‧‧帶電粒子射束
2‧‧‧X方向掃描電磁鐵
3‧‧‧Y方向掃描電磁鐵
4、4a、4b‧‧‧位置監視器
5‧‧‧線量監視器
6‧‧‧線量資料轉換器
7‧‧‧掃描電磁鐵電源
8‧‧‧照射管理裝置
9‧‧‧照射控制計算機
10‧‧‧照射控制裝置
11‧‧‧射束資料處理裝置
12‧‧‧觸發產生部
13‧‧‧點計數器
14‧‧‧點間計數器
15‧‧‧照射對象
16m、16s‧‧‧X資料處理部
17m、17s‧‧‧Y資料處理部
18a、18b‧‧‧X通道信號線
19a、19b‧‧‧Y通道信號線
21、21a、21n‧‧‧通道資料轉換部
22‧‧‧資料處理部
23‧‧‧位置尺寸處理部
24‧‧‧異常判定處理部
25‧‧‧資料記憶體
29‧‧‧實績資料線
30‧‧‧射束位置監視裝置
31‧‧‧電流電壓轉換器
33‧‧‧AD轉換器
34‧‧‧ID接收部
40‧‧‧總括控制部
51‧‧‧粒子線治療裝置
52‧‧‧射束產生裝置
53‧‧‧前級加速器
54‧‧‧同步加速器
55a、55b、55c‧‧‧偏向電磁鐵
58、58a、58b‧‧‧粒子線照射裝置
59‧‧‧射束輸送系統
P、Px、Py、Pxm、Pym、Pxs、Pys‧‧‧射束位置
Pd、Pdx、Pdy、Pdxm、Pdym、Pdxs、Pdys‧‧‧目標位置
AP、APm、APs‧‧‧位置容許值
S、Sx、Sy、Sxm、Sym、Sxs、Sys‧‧‧射束尺寸
Sd、Sdx、Sdy、Sdxm、Sdym、Sdxs、Sdys‧‧‧目標射束尺寸
AS、ASm、ASs‧‧‧尺寸容許值
siga‧‧‧點間移動完成信號
sigb‧‧‧線量已滿信號
sigcm、sigcs‧‧‧處理開始信號
sige1、sige1xm、sige1xs、sige1ym、sige1ys‧‧‧位置異常信號
sige2、sige2xm、sige2xs、sige2ym、sige2ys‧‧‧尺寸異常信號
data1xm、data1ym、data1xs、data1ys‧‧‧實績資料
sbm、sbs‧‧‧ID選通
PD、PDxm、PDym、PDxs、PDys‧‧‧預設資料
SID‧‧‧點識別
Xch‧‧‧X通道
Ych‧‧‧Y通道
第1圖係顯示本發明之實施形態1的射束位置監視裝置之構成的示意圖。
第2圖係顯示具備有第1圖之射束位置監視裝置的粒子線照射裝置之構成的示意圖。
第3圖係本發明之實施形態1的粒子線治療裝置之概略構成圖。
第4圖係說明第1圖之射束位置監視裝置之動作的時序圖。
第5圖係說明第1圖之位置尺寸處理部之動作的流程圖。
第6圖係說明第1圖之異常判定處理部之動作的流程圖。
 實施形態1
第1圖係顯示本發明之實施形態1的射束位置監視裝置之構成的示意圖。第2圖係顯示具備有本發明實施形態1之射束位置監視裝置的粒子線照射裝置之構成的示意圖。第3圖係本發明之 實施形態1的粒子線治療裝置之概略構成圖。在第3圖中，粒子線治療裝置51，係具備射束產生裝置52、射束輸送系統59及粒子線照射裝置58a、58b。射束產生裝置52，係具有離子源(未圖示)、前級加速器53及同步加速器(synchrotron)54。粒子線照射裝置58b係設置於旋轉支架(gantry)(未圖示)。粒子線照射裝置58a係設置於不具有旋轉支架的治療室。射束輸送系統59之任務係在於同步加速器54與粒子線照射裝置58a、58b之間的聯絡。射束輸送系統59之一部分係設置於旋轉支架(未圖示)，且在該部分具有複數個偏向電磁鐵55a、55b、55c。
由離子源產生的質子(proton)線等之作為粒子線的帶電粒子射束，係由前級加速器53所加速，且入射至作為加速器的同步加速器54。帶電粒子射束，係被加速至預定之能量。從同步加速器54射出的帶電粒子射束，係經由射束輸送系統59而輸送至粒子線照射裝置58a、58b。粒子線照射裝置58a、58b係將帶電粒子射束照射於照射對象15(參照第2圖)。另外，有關粒子線照射裝置58a、58b之各個，其共通的說明並未做符號的區別而是以粒子線照射裝置58來說明。
由射束產生裝置52所產生且被加速至預定之能量的帶電粒子射束1，係經由射束輸送系統59，而導引至粒子線照射裝置58。在第2圖中，粒子線照射裝置58，係具備：X方向掃描電磁鐵2及Y方向掃描電磁鐵3，用以在作為垂直於帶電粒子射束1之方向的X方向及Y方向掃描帶電粒子射束1；位置監視器4a及位置監視器4b；線量監視器5；線量資料轉換器6；射束資料處理裝置11；掃描電磁鐵電源7；以及控制粒子線照射裝置58的照射管 理裝置8。照射管理裝置8，係具備照射控制計算機9和照射控制裝置10。線量資料轉換器6，係具備觸發(trigger)產生部12、點計數器(spot counter)13及點間計數器14。位置監視器4a、位置監視器4b、射束資料處理裝置11，係構成射束位置監視裝置30。另外，帶電粒子射束1之行進方向為Z方向。位置監視器4a、4b之各個的共通說明，係適當地不做符合之區別而是以位置監視器4來說明。
X方向掃描電磁鐵2係在X方向掃描帶電粒子射束1的掃描電磁鐵，Y方向掃描電磁鐵3係在Y方向掃描帶電粒子射束1的掃描電磁鐵。位置監視器4a及位置監視器4b，係檢測經X方向掃描電磁鐵2及Y方向掃描電磁鐵3掃描過之帶電粒子射束1所通過的射束之通過位置(重心位置)或尺寸。適當地將位置監視器4a稱為主位置監視器，將位置監視器4b稱為副主位置監視器。線量監視器5，係檢測帶電粒子射束1之線量。照射管理裝置8，係根據由未圖示之治療計劃裝置所製作成的治療計劃資料，來控制照射對象15中的帶電粒子射束1之照射位置，而當由線量監視器5所測定，且由線量資料轉換器6轉換成數位資料的線量到達目標線量時就停止照射帶電粒子射束1。掃描電磁鐵電源7，係根據從照射管理裝置8輸出之對X方向掃描電磁鐵2及Y方向掃描電磁鐵3的控制輸入(指令)使X方向掃描電磁鐵2及Y方向掃描電磁鐵3之設定電流產生變化。
在此，係說明粒子線照射裝置58之掃描照射方式，為以下的方式：在改變帶電粒子射束1之照射位置時雖然不使帶電粒子射束1停止照射，但是以點掃描照射方式使射束照射位置陸續移動 於光點位置間的方式。點計數器13，係用以計測帶電粒子射束1之射束照射位置停留的期間之照射線量。點間計數器14，係用以計測帶電粒子射束1之射束照射位置移動的期間之照射線量。觸發產生部12，係用以在射束照射位置的帶電粒子射束1之線量已到達目標照射線量時，產生線量已滿信號sigb。
在第1圖中，射束位置監視裝置30，係具備位置監視器4a、位置監視器4b、射束資料處理裝置11。位置監視器4a、位置監視器4b，例如為相同的構成。射束資料處理裝置11，係具備資料處理部22和總括控制部40。資料處理部22，係具備：作為主位置監視器的位置監視器4a之資料處理部；以及作為副位置監視器的位置監視器4b之資料處理部。位置監視器4a之資料處理部，係具備：處理位置監視器4a之X通道信號的X資料處理部16m；以及處理位置監視器4a之Y通道信號的Y資料處理部17m。位置監視器4b之資料處理部，係具備：處理位置監視器4b之X通道信號的X資料處理部16s；以及處理位置監視器4b之Y通道信號的Y資料處理部17s。
X資料處理部16m係經由X通道信號線18a而連接於位置監視器4a，Y資料處理部17m係經由Y通道信號線19a而連接於位置監視器4a，X資料處理部16s係經由X通道信號線18b而連接於位置監視器4b，Y資料處理部17s係經由Y通道信號線19b而連接於位置監視器4b。X通道信號線18a、X通道信號線18b、Y通道信號線19a及Y通道信號線19b，係包含複數個通道資料轉換部21a至21n之個數份的信號線。X資料處理部16m、X資料處理部16s、Y資料處理部17m及Y資料處理部17s，係分別為相同 的構成。有關X資料處理部16m、X資料處理部16s之各個，共通的說明並未做符號之區別而是以X資料處理部16來說明。同樣地，有關Y資料處理部17m、Y資料處理部17s之各個，共通的說明並未做符號之區別而是以Y資料處理部17來說明。
以X資料處理部16m為例加以說明。X資料處理部16m，係包括：對應位置監視器4a之複數個X通道信號數的複數個通道資料轉換部21a至21n；ID接收部34；位置尺寸處理部23；異常判定處理部24；以及資料記憶體25。另外，在第1圖中，通道資料轉換部21係僅顯示二個，在二個通道資料轉換部21a、21n之間顯示複數個點，且省略了途中的通道資料轉換部21。又，X通道信號線18a、X通道信號線18b、Y通道信號線19a及Y通道信號線19b，係為了避免圖變得複雜，而分別在第1圖中以1條粗線來顯示。另外，X資料處理部16m之複數個通道資料轉換部21a至21n以及Y資料處理部17m之複數個通道資料轉換部21a至21n，係構成對應主位置監視器4a而群組化的資料轉換部群組。又，X資料處理部16s之複數個通道資料轉換部21a至21n以及Y資料處理部17s之複數個通道資料轉換部21a至21n，係構成對應副位置監視器4b而群組化的資料轉換部群組。
位置監視器4a、4b，係以網眼狀佈滿感測器部，且具有多數個檢測通道(X方向、Y方向之各通道)。此等的多數個通道係輸出電流信號作為類比信號。位置監視器4a之Xch(X通道)的類比信號，係分別連接於X資料處理部16m中的位置監視器4a之通道資料轉換部21a至21n，而Ych(Y通道)的類比信號，係分別連接於Y資料處理部17m中的位置監視器4a之通道資料轉換部21a 至21n。Xch係對應粒子線照射裝置58之X方向，而Ych係對應粒子線照射裝置58之Y方向。
通道資料轉換部21a，係具備：電流電壓轉換器31，將從位置監視器4a輸出的電流信號轉換成電壓信號；以及複數個AD轉換器33，進行將經轉換後的電壓信號轉換成數位信號之AD轉換處理。ID接收部34，係從總括控制部40接受作為點ID(SID)之識別資料的ID資料和用以確定ID資料的選通(strobe)信號sbm(sbs)，並對位置尺寸處理部23發送點ID，且對異常判定處理部24發送點ID。另外，點ID之符號雖然是使用SID，但是在連續表記點ID和符號之SID時，為了避免混亂而表記為點識別SID。
位置尺寸處理部23，係接收藉由複數個通道資料轉換部21a至21n而進行AD轉換處理後的電壓Vi，且根據各電壓Vi以重心計算的方式計算射束位置P。又，位置尺寸處理部23，係根據各電壓Vi而以標準偏差計算的方式計算射束尺寸(beam size)S。射束尺寸S，係相當於一次元之高斯分佈之1 σ的長度。X資料處理部16之位置尺寸處理部23，係計算X方向的射束位置Px及射束尺寸Sx，而Y資料處理部17之位置尺寸處理部23，係計算Y方向的射束位置Py及射束尺寸Sy。位置尺寸處理部23，係將計算所得的射束位置P及射束尺寸S保存於資料記憶體25。在X資料處理部16之資料記憶體25保存有射束位置Px及射束尺寸Sx，而在Y資料處理部17之資料記憶體25保存有射束位置Py及射束尺寸Sy。
異常判定處理部24，係根據在帶電粒子射束1之照射前從照射控制裝置10接收到的預設資料(preset data)PD，來判定射束位置 P及射束尺寸S是否有異常、亦即判定射束位置P及射束尺寸S是否可容許。另外，預設資料PD係在X資料處理部16m、X資料處理部16s、Y資料處理部17m、Y資料處理部17s有所不同，且準備了對應各者的預設資料PD、即預設資料PDxm、PDxs、PDym、PDys。預設資料之符號，係總括性地使用PD，而在區別說明的情況則使用PDxm、PDxs、PDym、PDys。就其他符號中的xm、xs、ym、ys亦為同樣。
異常判定處理部24係在判定射束位置P不可容許時，將位置異常信號sige1輸出至照射控制裝置10。又，異常判定處理部24係在判定射束尺寸S不可容許時，將尺寸異常信號sige2輸出至照射控制裝置10。X資料處理部16m之異常判定處理部24係輸出位置異常信號sige1xm及尺寸異常信號sige2xm，而Y資料處理部17m之異常判定處理部24係輸出位置異常信號sige1ym及尺寸異常信號sige2ym。同樣地，X資料處理部16s之異常判定處理部24係輸出位置異常信號sige1xs及尺寸異常信號sige2xs，而Y資料處理部17s之異常判定處理部24係輸出位置異常信號sige1ys及尺寸異常信號sige2ys。
總括控制部40係從照射控制裝置10接收作為ID資料的點識別SID、點間移動完成信號siga、線量已滿信號sigb，且對X資料處理部16m、X資料處理部16s、Y資料處理部17m及Y資料處理部17s，發送用以進行處理的信號。總括控制部40係對X資料處理部16m、X資料處理部16s、Y資料處理部17m及Y資料處理部17s，發送點識別SID。總括控制部40係對X資料處理部16m及Y資料處理部17m，發送用以確定點識別SID的ID選通sbm 和指示處理開始的處理開始信號sigcm。又，總括控制部40係對X資料處理部16s及Y資料處理部17s，發送用以確定點識別SID的ID選通sbs和指示處理開始的處理開始信號sigcs。
X資料處理部16及Y資料處理部17之位置尺寸處理部23係在帶電粒子射束1之照射完成後，分別將射束位置P及射束尺寸S之實績資料data1，經由實績資料線29而輸出至照射控制計算機9。另外，在實績資料data1中，係如後所述包含顯示位置異常或射束尺寸異常的資訊。X資料處理部16m之位置尺寸處理部23係經由實績資料線29而對照射控制計算機9輸出實績資料data1xm，X資料處理部16s之位置尺寸處理部23係經由實績資料線29而對照射控制計算機9輸出實績資料data1xs。Y資料處理部17m之位置尺寸處理部23係經由實績資料線29而對照射控制計算機9輸出實績資料data1ym，Y資料處理部17s之位置尺寸處理部23係經由實績資料線29而對照射控制計算機9輸出實績資料data1ys。實績資料線29，係為了避免圖變得複雜，而以1條粗線來顯示。
實施形態1之射束位置監視裝置30的射束資料處理裝置11，即便是在藉由交互地處理來自位置監視器4a及位置監視器4b之電流信號，而有伴隨帶電粒子射束1之照射而產生的放射線之影響的情況，亦可縮短帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S之取得間隔。又，射束資料處理裝置11由於帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S之取得間隔較短，所以在照射點中可對帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S取得複數次的資料。因而，例如在照射點中即便在帶電粒子射束1之照射中發生了帶電 粒子射束1之位置異常或尺寸異常的情況，亦可檢測作為帶電粒子射束1之照射位置的射束位置P、或帶電粒子射束1之射束尺寸S，且產生顯示帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常的異常檢測信號。位置異常信號sige1，係顯示帶電粒子射束1之位置異常的異常檢測信號。尺寸異常信號sige2，係顯示帶電粒子射束1之尺寸異常的異常檢測信號。使用時序圖說明射束位置監視裝置30之動作。
第4圖係說明射束位置監視裝置之動作的時序圖。第4圖之時序圖，係在帶電粒子射束1之停留狀態中收集2次之帶電粒子射束1的資料之例，且在停留狀態中從位置監視器4a和位置監視器4b交互地收集資料之例。指示位置監視器4a之處理開始的處理開始信號sigcm和指示位置監視器4b之處理開始的處理開始信號sigcs，係同一週期的脈衝信號，而處理開始信號sigcm和處理開始信號sigcs之上升時間的差係設為週期的1/4之例。處理開始信號sigcm和處理開始信號sigcs之週期及上升時間差，係與治療計劃連同決定。
測定1、測定2，係顯示各個的AD轉換處理和射束位置P及射束尺寸S之計算的時序。附上adc之期間係顯示AD轉換處理之期間，附上c之期間係顯示射束位置P及射束尺寸S之計算期間。使AD轉換處理開始之觸發信號，係處理開始信號sigcm和處理開始信號sigcs。在開始帶電粒子射束1之照射之前，事先從照射管理裝置8之照射控制裝置10，發送全部的點識別SID至總括控制部40。
從照射管理裝置8之照射控制裝置10，發送掃描開始指令 sigs1至粒子線治療裝置51之各裝置，且開始帶電粒子射束1之照射。總括控制部40係當發送掃描開始指令sigs1時就將最早的點識別SID(第4圖之0001)當作ID資料發送至ID接收部34。
照射控制裝置10，係對射束產生裝置52發送射束開啟(beam ON)指令sigs2。帶電粒子射束1係從射束產生裝置52經由射束輸送系統59，被導引至粒子線照射裝置58。照射控制裝置10係當從掃描電磁鐵電源7接收與發送至X方向掃描電磁鐵2及Y方向掃描電磁鐵3之最早的點識別SID(第4圖之0001)對應的指令之設定完成信號時，就將顯示對與最早的點識別SID(第4圖之0001)對應的X方向掃描電磁鐵2及Y方向掃描電磁鐵3之指令設定已完成的點間移動完成信號siga，發送至射束位置監視裝置30之總括控制部40(第4圖之時刻t1)。
總括控制部40係當接收點間移動完成信號siga時，就對X資料處理部16m及Y資料處理部17m之通道資料轉換部21a至21n發送處理開始信號sigcm，而對X資料處理部16m及Y資料處理部17m之ID接收部34發送ID選通sbm，對X資料處理部16s及Y資料處理部17s之ID接收部34發送ID選通sbs(點初始資料收集指示順序)。
ID接收部34係當接受ID選通sbm、sbs時，就以該上升時序取入ID資料。ID接收部34係發送已取入於位置尺寸處理部23的點識別SID，且對異常判定處理部24發送點識別SID。ID接收部34係在第4圖之最初的ID選通sbm、sbs，取入點識別SID(第4圖之0001)作為ID資料。ID接收部34係發送已取入於位置尺寸處理部23的點識別SID，且對異常判定處理部24發送點識別 SID。射束資料處理裝置11之異常判定處理部24係當接收點識別SID時，就取得已事先取入的預設資料PDxm、PDym、PDxs、PDys中之對應點識別SID的資料。
在預設資料PD中，係包含有：用以進行射束位置P(Px,Py)之異常判定的目標位置Pd(Pdx,Pdy)及位置容許值AP；以及用以進行射束尺寸S(Sx,Sy)之異常判定的目標射束尺寸Sd(Sdx,Sdy)及尺寸容許值AS。另外，在對處理主位置監視器4a之資料的X資料處理部16m及Y資料處理部17m的預設資料PDxm、PDym中，係包含有：目標位置Pd(Pdxm,Pdym)及位置容許值APm；以及目標射束尺寸Sd(Sdxm,Sdym)及尺寸容許值ASm。在對處理副位置監視器4b之資料的X資料處理部16s及Y資料處理部17s的預設資料PDxs、PDys中，係包含有：目標位置Pd(Pdxs,Pdys)及位置容許值APs；以及目標射束尺寸Sd(Sdxs,Sdys)及尺寸容許值ASs。
X資料處理部16m及Y資料處理部17m之各AD轉換器33係當從總括控制部40接受處理開始信號sigcm時，就如第4圖之測定1所示，在從處理開始信號sigcm之上升至監視器內之作為狀態移行時間的計測延遲時間T2之後，開始AD轉換處理。如此，考慮延遲到達的粒子，並使AD轉換處理開始延遲(點初始資料收集順序)。
總括控制部40係當從時刻t1經過相當於處理開始信號sigcm和處理開始信號sigcs之上升時間的差異之預定的時間(開始延遲時間)時，亦即在時刻t2就對X資料處理部16s及Y資料處理部17s之通道資料轉換部21a至21n發送處理開始信號sigcs(點中間資料收集指示順序)。X資料處理部16s及Y資料處理部17s之各 AD轉換器33係當從總括控制部40接受處理開始信號sigcs時，就如第4圖之測定2所示，在從處理開始信號sigcs之上升至監視器內之作為狀態移行時間的計測延遲時間T2之後，開始AD轉換處理(點中間資料收集順序)。
通道資料轉換部21a至21n之各AD轉換部33，係當AD轉換處理結束時就對位置尺寸處理部23發送射束資料。位置尺寸處理部23，係根據在通道資料轉換部21a至21n收集到的射束資料來計算射束位置P及射束尺寸S(位置尺寸計算順序)。
異常判定處理部24係從位置尺寸處理部23接收射束位置P及射束尺寸S，且根據預設資料PD，來判定射束位置P及射束尺寸S是否可容許。異常判定處理部24係在射束位置P及射束尺寸S可容許時，結束判定處理。異常判定處理部24在射束位置P及射束尺寸S不可容許時之動作將於後述。
線量資料轉換器6之觸發產生部12，係在變成線量已滿時對照射控制裝置10發送線量已滿信號，該線量已滿係指帶電粒子射束1之線量到達對應該點識別SID之照射點中的目標線量之意。照射控制裝置10係當接收線量已滿信號時，就對X方向掃描電磁鐵2及Y方向掃描電磁鐵3發送對應下一個點識別SID(第4圖之0002)的指令，並對總括控制部40輸出線量已滿信號sigb(第4圖之時刻t3)。
總括控制部40係當接收線量已滿信號sigb時，就在預定時間後將點識別SID(第4圖之0002)當作ID資料發送至ID接收部34(ID資料發送順序)。
第4圖之計數器1及2，係分別顯示點計數器13及點間計數 器14之計數期間(線量計測期間)。各波形之上側(狀態1)係顯示計數中，而各波形之下側(狀態0)係顯示計數停止中。第4圖之掃描狀態，係顯示帶電粒子射束1之掃描狀態。掃描狀態之上側(狀態1)係顯示停留於照射點中，而掃描狀態之下側(狀態0)係顯示朝下一個照射點移動中。點計數器13係即便帶電粒子射束1開始朝下一個照射點之掃描，亦會計測到經過點延遲時間T1為止。該點延遲時間T1，係相當於朝向下一個照射點對X方向掃描電磁鐵2及Y方向掃描電磁鐵3之掃描控制開始為止的控制延遲。
照射控制裝置10係當從掃描電磁鐵電源7接收與在時刻t5發送至X方向掃描電磁鐵2及Y方向掃描電磁鐵3之下一個點識別SID(第4圖之0002)對應的指令之設定完成信號時，就將點間移動完成信號siga發送至射束位置監視裝置30之總括控制部40，該點間移動完成信號siga係顯示朝向對應下一個點識別SID(第4圖之0002)之X方向掃描電磁鐵2及Y方向掃描電磁鐵3之指令的設定已完成。
總括控制部40係當接收點間移動完成信號siga時，就執行點初始資料收集指示順序。X資料處理部16m及Y資料處理部17m之各AD轉換器33係當從總括控制部40接受處理開始信號sigcm時，就執行點初始資料收集順序。
總括控制部40係當從時刻t5經過相當於處理開始信號sigcm與處理開始信號sigcs之上升時間的差之預定時間(開始延遲時間)時，亦即在時刻t6就執行點中間資料收集指示順序。X資料處理部16s及Y資料處理部17s之各AD轉換器33係當從總括控制部40接受處理開始信號sigcs時，就執行點中間資料收集順序。照 射控制裝置10，係當變成線量已滿且從線量資料轉換器6之觸發產生部12接收線量已滿信號時，就對X方向掃描電磁鐵2及Y方向掃描電磁鐵3發送對應下一個點識別SID的指令，並且對總括控制部40輸出線量已滿信號sigb(第4圖之時刻t7)，該線量已滿係指帶電粒子射束1之線量到達對應該點識別SID的照射點之目標線量。
通道資料轉換部21a至21n之各AD轉換器33係執行對在時刻t5由點初始資料收集指示順序所指示的點ID(第4圖之0002)之AD轉換處理，當AD轉換處理結束時就對位置尺寸處理部23發送射束資料。位置尺寸處理部23，係根據由通道資料轉換部21a至21n所收集到的射束資料來計算射束位置P及射束尺寸S(位置尺寸計算順序)。
異常判定處理部24係從位置尺寸處理部23接收射束位置P及射束尺寸S，且根據預設資料PD，來判定射束位置P及射束尺寸S是否可容許。例如，異常判定處理部24係對測定1之第2次的計算結果判定射束位置P不可容許，且將位置異常信號sige1輸出至照射控制裝置10(第4圖之時刻t8)。照射控制裝置10係接收位置異常信號sige1，且經過連鎖(interlock)動作時間T3之後解除射束開啟指令sigs2。在此，解除射束開啟指令sigs2，係相當於發出將射束設為斷開(OFF)的指令。射束產生裝置52係接受射束開啟指令sigs2之解除信號，並停止照射帶電粒子射束1。
使用流程圖說明位置尺寸處理部23之動作。第5圖係說明位置尺寸處理部之動作的流程圖。在步驟ST01，位置尺寸處理部23，係接收點識別SID。在步驟ST02，位置尺寸處理部23，係從 各通道資料轉換部21接收經AD轉換過的電壓Vi。在步驟ST03，位置尺寸處理部23，係將各電壓Vi轉換成預定之比例wi。比例wi，係相當於以重心計算的方式計算射束位置P時的權重。
在步驟ST04，位置尺寸處理部23，係使用數式(1)、數式(2)以重心計算之方式計算射束位置P(Px,Py)。X資料處理部16之位置尺寸處理部23係計算射束位置Px，而Y資料處理部17之位置尺寸處理部23係計算射束位置Py。
Px=Σ(wix×Xi)/Σ wix………(1)
Py=Σ(wiy×Yi)/Σ wiy………(2)
在此，Xi為位置監視器4之X通道i的X座標，Yi為位置監視器4之Y通道i的Y座標。Wix為從X通道i之電壓Vi轉換所得的上述比例，wiy為從Y通道i之電壓Vi轉換所得的上述比例。
在步驟ST04，若射束位置P(Px,Py)之計算已完成，則位置尺寸處理部23係將計算所得的射束位置P(Px,Py)發送至異常判定處理部24。在步驟ST05，位置尺寸處理部23，係對點識別SID賦予對應關係並將射束位置P(Px,Py)保存於資料記憶體25。另外，對應作為主位置監視器之位置監視器4a的位置資料係為P(Pxm,Pym)，而對應作為副位置監視器之位置監視器4b的位置資料係為P(Pxs,Pys)。
在步驟ST06，位置尺寸處理部23係使用數式(3)、數式(4)，以標準偏差計算的方式計算射束尺寸S(Sx,Sy)。
Sx=sqr(Σ wix×(Xi-Px)2 )/Σ wix)………(3)
Sy=sqr(Σ wiy×(Yi-Py)2 )/Σ wiy)………(4)
在此，sqr為根式(root)計算的函數。n為X通道及Y通道中 的計算對象之總計。
在步驟ST06，若射束尺寸S(Sx,Sy)之計算已完成，則位置尺寸處理部23係將計算所得的射束尺寸S(Sx,Sy)發送至異常判定處理部24。在步驟ST07，位置尺寸處理部23，係對點識別SID賦予對應關係並將射束尺寸S(Sx,Sy)保存於資料記憶體25。另外，對應作為主位置監視器之位置監視器4a的射束尺寸係為S(Sxm,Sym)，而對應作為副位置監視器之位置監視器4b的射束尺寸係為S(Sxs,Sys)。
使用流程圖說明異常判定處理部24之動作。第6圖係說明異常判定處理部之動作的流程圖。在步驟ST11，異常判定處理部24，係接收點識別SID。在步驟ST12，異常判定處理部24，係從預設資料PD取得對應點識別SID的位置容許值AP及尺寸容許值AS。在步驟ST13，異常判定處理部24，係從位置尺寸處理部23接收射束位置P(Px,Py)。另外，X資料處理部16m、X資料處理部16s、Y資料處理部17m、Y資料處理部17s之異常判定處理部24，係從位置尺寸處理部23分別接收射束位置Pxm、Pxs、Pym、Pys。
在步驟ST14，異常判定處理部24，係判定是否有位置異常。亦即，異常判定處理部24，係判定射束位置P(Px,Py)與目標位置Pd(Pdx,Pdy)之差△P(△Px,△Py)的絕對值，是否比位置容許值AP大。異常判定處理部24，係在差△P之絕對值比位置容許值AP大時，將位置異常信號sige1發送至照射控制裝置10。X資料處理部16m之異常判定處理部24係進行所擔當的資料之判定，且將位置異常信號sige1xm發送至照射控制裝置10，而Y資料處理部17m之異常判定處理部24係進行所擔當的資料之判定，且將位置 異常信號sige1ym發送至照射控制裝置10。同樣地，X資料處理部16s之異常判定處理部24係進行所擔當的資料之判定，且將位置異常信號sige1xs發送至照射控制裝置10，而Y資料處理部17s之異常判定處理部24係進行所擔當的資料之判定，且將位置異常信號sige1ys發送至照射控制裝置10。
在步驟ST15，異常判定處理部24，係從位置尺寸處理部23接收射束尺寸S(Sx,Sy)。在步驟ST16，異常判定處理部24，係判定是否有射束尺寸異常。亦即，異常判定處理部24係判定射束尺寸S(Sx,Sy)與目標射束尺寸Sd(Sdx,Sdy)之差△S(△Sx,△Sy)的絕對值，是否比尺寸容許值AS大。異常判定處理部24係在差△S之絕對值比尺寸容許值AS大時，將尺寸異常信號sige2發送至照射控制裝置10。X資料處理部16m之異常判定處理部24係進行所擔當的資料之判定，且將尺寸異常信號sige2xm發送至照射控制裝置10，而Y資料處理部17m之異常判定處理部24係進行所擔當的資料之判定，且將尺寸異常信號sige2ym發送至照射控制裝置10。同樣地，X資料處理部16s之異常判定處理部24係進行所擔當的資料之判定，且將尺寸異常信號sige2xs發送至照射控制裝置10，而Y資料處理部17s之異常判定處理部24係進行所擔當的資料之判定，且將尺寸異常信號sige2ys發送至照射控制裝置10。
在步驟ST17，異常判定處理部24係在判定有位置異常或射束尺寸異常時，對點識別SID賦予對應關係並將顯示位置異常或射束尺寸異常之資訊保存於資料記憶體25。
實施形態1之射束位置監視裝置30係即便在有伴隨帶電粒子 射束1之照射而產生的放射線之影響時，亦與習知不同，可以較短的取得間隔來獲得帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S。又，射束位置監視裝置30係即便在照射位置資料之取得間隔比照射位置資料之處理時間還短時，亦可持續取得停止照射點的照射位置資料。由於射束位置監視裝置30係可以較短的取得間隔來獲得帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S，所以與習知不同，可藉由縮短同一停止照射點之複數次的資料取得、或照射點之照射時間而進行粒子線治療之1次治療時間的縮短。
由於實施形態1之射束位置監視裝置30，係在帶電粒子射束1停留於照射點時，可複數次地檢測帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S，所以射束資料處理裝置11，係可在每次檢測帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S時，判定是否有帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常。因而，由於射束位置監視裝置30係在帶電粒子射束1停留於照射點時，複數次地檢測帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S，且在每次檢測時判定是否有帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常，所以在帶電粒子射束1停留於照射點並照射中，即便是在發生了帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常的情況下，亦可產生顯示帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常的異常檢測信號。
實施形態1之射束位置監視裝置30係在發生了帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常時，將顯示位置異常的位置異常信號sige1(sige1xm、sige1xs、sige1ym、sige1ys)或顯示尺寸異常的尺寸異常信號sige2(sige2xm、sige2xs、sige2ym、sige2ys)發送至照射管理裝置8之照射控制裝置10。照射控制裝置10係可在帶電粒子 射束1之照射中發生了帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常時，分別從射束位置監視裝置30接收位置異常信號sige1或尺寸異常信號sige2，並進行作為緊急停止處理的連鎖處理。
由於實施形態1之射束位置監視裝置30，係具備複數個位置監視器4a、4b、處理來自位置監視器4a、4b之電流信號的資料處理部22以及總括控制部40，且為了交互地處理來自複數個位置監視器4a、4b之電流信號，亦即如第4圖之測定1及測定2所示，而構成：即便其中一方之通道資料轉換部21a至21n在進行資料處理中，另一方之通道資料轉換部21a至21n亦會進行資料處理，所以即便在1次的AD轉換處理中要花時間的情況，亦可複數次地進行一個照射點的資料收集、AD轉換處理。又，由於射束位置監視裝置30，係交互地處理來自複數個位置監視器4a、4b之電流信號，所以亦可不製作在AD轉換器33之處理時間上受到限制的粒子線治療之治療計劃，且可製作1次之治療照射為在更短時間內結束的治療計劃。亦即，可縮短治療時間。
由於實施形態1之粒子線照射裝置58，係具備射束位置監視裝置30，所以即便是在有伴隨帶電粒子射束1之照射而產生的放射線之影響時，亦可以較短的取得間隔來獲得帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S。又，粒子線照射裝置58即便是在照射位置資料之取得間隔比照射位置資料之處理時間還短的情況，亦可持續取得停止照射點之照射位置資料。由於粒子線照射裝置58係可以較短的取得間隔來獲得帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S，所以可藉由同一停止照射點的複數次之資料取得而進行既高精度又更提高安全性的帶電粒子射束之照射、或藉由縮短 照射點之照射時間而進行粒子線治療中的1次治療時間之縮短。
由於實施形態1之粒子線照射裝置58係具備射束位置監視裝置30，所以在帶電粒子射束1停留於照射點時，可複數次地檢測帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S，且在每次檢測帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S時，判定是否有帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常。因而，由於粒子線照射裝置58係在帶電粒子射束1停留於照射點時，複數次地檢測帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S，且在每次檢測時判定是否有帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常，所以在帶電粒子射束1停留於照射點並照射中，即便是在發生了帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常的情況下，亦可產生顯示帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常的異常檢測信號。
由於實施形態1之粒子線照射裝置58係具備射束位置監視裝置30，所以在帶電粒子射束1之照射中發生了帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常時，可分別從射束位置監視裝置30接收位置異常信號sige1或尺寸異常信號sige2，並進行作為緊急停止處理的連鎖處理。因而，粒子線照射裝置58係可在發生了帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常時，以短時間停止帶電粒子射束1之照射。
由於實施形態1之粒子線治療裝置51係具備射束位置監視裝置30，所以即便在有伴隨帶電粒子射束1之照射而產生的放射線之影響時，亦可以較短的取得間隔來獲得帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S。又，粒子線治療裝置51即便在照射位置資料之取得間隔比照射位置資料之處理時間還短的情況，亦可持續 取得停止照射點之照射位置資料。由於粒子線治療裝置51係可以較短的取得間隔來獲得帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S，所以可藉由同一停止照射點的複數次之資料取得而進行既高精度又更提高安全性的帶電粒子射束之照射、或藉由縮短照射點之照射時間而進行粒子線治療中的1次治療時間之縮短。
由於實施形態1之粒子線治療裝置51係具備射束位置監視裝置30，所以在帶電粒子射束1停留於照射點時，可複數次地檢測帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S，且在每次檢測帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S時，判定是否有帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常。因而，由於粒子線治療裝置51係在帶電粒子射束1停留於照射點時，複數次地檢測帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S，且在每次檢測時判定是否有帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常，所以在帶電粒子射束1停留於照射點並照射中，即便在發生了帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常的情況下，亦可產生顯示帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常的異常檢測信號。
由於實施形態1之粒子線治療裝置51係具備射束位置監視裝置30，所以在帶電粒子射束1之照射中發生了帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常時，可分別從射束資料處理裝置11接收位置異常信號sige1或尺寸異常信號sige2，並進行作為緊急停止處理的連鎖處理。因而，粒子線治療裝置51係可在發生了帶電粒子射束1之位置異常或尺寸異常時，以短時間停止帶電粒子射束1之照射。
如以上所述，依據實施形態1之射束位置監視裝置30，由於 其具備：複數個位置監視器4，藉由複數個檢測通道來檢測帶電粒子射束1之通過位置；以及射束資料處理裝置11，根據從複數個位置監視器4輸出的複數個類比信號來運算處理帶電粒子射束1之狀態，射束資料處理裝置11，係具有：複數個通道資料轉換部21，執行將從位置監視器4輸出的複數個類比信號，依每一類比信號轉換成數位信號的AD轉換處理；依每一位置監視器4進行處理的位置尺寸處理部23，根據藉由複數個通道資料轉換部21而處理過的複數個電壓資訊，來計算位置監視器4中的作為帶電粒子射束1之通過位置的射束位置P；以及總括控制部40，在帶電粒子射束1照射於照射對象15之期間，以依每一位置監視器4錯開時序而執行AD轉換處理之方式，來控制複數個通道資料轉換部21，所以以藉由總括控制部40將對應複數個類比信號的每一位置監視器4錯開時序而執行AD轉換處理之方式，來控制複數個通道資料轉換部21，藉此即便在有伴隨帶電粒子射束1之照射而產生的放射線之影響的情況下，亦可以較短的取得間隔來獲得帶電粒子射束1之照射位置P。
實施形態1之粒子線治療裝置51，係具備：射束產生裝置52，產生帶電粒子射束1，且以加速器54來使該帶電粒子射束1加速；射束輸送系統59，輸送藉由加速器54而加速後的帶電粒子射束1；以及粒子線照射裝置58，將由射束輸送系統59所輸送來的帶電粒子射束1照射於照射對象15，粒子線照射裝置58，係具有：掃描電磁鐵2、3，掃描照射於照射對象15的帶電粒子射束1；以及射束位置監視裝置30，運算處理由掃描電磁鐵2、3所掃描後的帶電粒子射束1之狀態。依據實施形態1的粒子線治療裝置51， 由於粒子線照射裝置58之射束位置監視裝置30，係具備：複數個位置監視器4，藉由複數個檢測通道來檢測帶電粒子射束1之通過位置；以及射束資料處理裝置11，根據從複數個位置監視器4輸出的複數個類比信號來運算處理帶電粒子射束1之狀態，射束資料處理裝置11係具有複數個通道資料轉換部21，其係執行將從位置監視器4輸出的複數個類比信號，依每一類比信號轉換成數位信號的AD轉換處理；且依每一位置監視器4具有位置尺寸處理部23，其係根據藉由複數個通道資料轉換部21而處理過的複數個電壓資訊，來計算位置監視器4中的作為帶電粒子射束1之通過位置的射束位置P；以及具有總括控制部40，其係在帶電粒子射束1照射於照射對象15之期間，以依每一位置監視器4錯開時序而執行AD轉換處理之方式，來控制複數個通道資料轉換部21，所以以藉由總括控制部40將複數個類比信號依所對應的每一位置監視器4錯開時序而執行AD轉換處理之方式，來控制複數個通道資料轉換部21，藉此即便在有伴隨帶電粒子射束1之照射而產生的放射線之影響的情況下，亦可以較短的取得間隔來獲得帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S，且可在粒子線治療中高頻率地取得照射位置P。
另外，有關位置容許值AP及尺寸容許值AS，雖然已使用在主位置監視器4a和副位置監視器4b有所不同的容許值之例加以說明，但是在主位置監視器4a和副位置監視器4b中當帶電粒子射束1可假定為平行射束時，則亦可在主位置監視器4a和副位置監視器4b中使用同一容許值。雖然以位置監視器4之數目為二個的情況加以說明，但是亦可為三個以上的情況。當位置監視器4 之數目為二個的情況，就有可將射束位置監視裝置30形成最小型的優點。又，當位置監視器4之數目設為二個時，在賦予具備至少二個位置監視器4之義務的情況下，就有可有效地利用該二個位置監視器4的優點。
又，雖然以在帶電粒子射束1之停留狀態中二次收集帶電粒子射束1的資料之例來說明射束位置監視裝置30之動作，但是停留狀態下的資料收集數亦可為多數。在通常的粒子線治療中，停留狀態中的照射時間係比點移動之時間還長。即便在如此的情況下，亦可藉由交互地處理來自位置監視器4a及位置監視器4b之電流信號，而在照射點中複數次取得帶電粒子射束1之照射位置P與射束尺寸S之資料。
指示位置監視器4a之處理開始的處理開始信號sigcm和指示位置監視器4b之處理開始的處理開始信號sigcs之週期，係當設定如下述時，即便停留狀狀態中的資料收集數為多數，治療計劃之製作亦可變得容易，且可製作多數的決定治療計劃時的候補，並容易決定最適的治療計劃。例如，以AD轉換器33之AD轉換處理時間為基礎，為了避免同一個AD轉換器33之AD轉換處理時間重複而以並列於時序圖上的方式來設定基本週期。
又，亦可將由異常判定處理部24所計算的射束位置P(Px,Py)與目標位置Pd(Pdx,Pdy)之差△P(△Px,△Py)，當作位置回授(feedback)資訊發送至照射控制裝置10。照射控制裝置10，亦可根據位置回授資訊來進行帶電粒子射束1之位置控制。藉由如此，可修正未達位置異常判定的位置偏移。
又，在第5圖之流程圖中，雖然以計算射束位置P之後才計 算射束尺寸S之例加以說明，但是亦可藉由二個運算部來並行處理射束位置P及射束尺寸S。在此情況下，於第6圖之流程圖中，亦可進行射束位置P及射束尺寸S之中較早到達的資料之判定(位置異常判定、尺寸異常判定)。
4a、4b‧‧‧位置監視器
8‧‧‧照射管理裝置
9‧‧‧照射控制計算機
10‧‧‧照射控制裝置
11‧‧‧射束資料處理裝置
16m、16s‧‧‧X資料處理部
17m、17s‧‧‧Y資料處理部
18a、18b‧‧‧X通道信號線
19a、19b‧‧‧Y通道信號線
21a、21n‧‧‧通道資料轉換部
22‧‧‧資料處理部
23‧‧‧位置尺寸處理部
24‧‧‧異常判定處理部
25‧‧‧資料記憶體
29‧‧‧實績資料線
30‧‧‧射束位置監視裝置
31‧‧‧電流電壓轉換器
33‧‧‧AD轉換器
34‧‧‧ID接收部
40‧‧‧總括控制部
data1xm、data1ym、data1xs、data1ys‧‧‧實績資料
PDxm、PDym、PDxs、PDys‧‧‧目標位置
sbm、sbs‧‧‧ID選通
SID‧‧‧點識別
siga‧‧‧點間移動完成信號
sigb‧‧‧線量已滿信號
sigcm、sigcs‧‧‧處理開始信號
sige1xm、sige1xs、sige1ym、sige1ys‧‧‧位置異常信號
sige2xm、sige2xs、sige2ym、sige2ys‧‧‧尺寸異常信號
Xch‧‧‧X通道
Ych‧‧‧Y通道

Claims (12)

  1. 一種射束位置監視裝置，係運算處理經加速器加速且以掃描電磁鐵掃描過的帶電粒子射束之狀態者，其特徵為包括：複數個位置監視器，藉由複數個檢測通道來檢測前述帶電粒子射束之通過位置；以及射束資料處理裝置，根據從複數個前述位置監視器輸出的複數個類比信號來運算處理前述帶電粒子射束之狀態，前述射束資料處理裝置係具有複數個通道資料轉換部，其係執行將從前述位置監視器輸出的複數個類比信號，依每一前述類比信號轉換成數位信號的AD轉換處理；且依每一前述位置監視器具有位置尺寸處理部，其係根據藉由複數個前述通道資料轉換部所處理過的複數個電壓資訊，來計算前述位置監視器中的屬於前述帶電粒子射束之通過位置的射束位置；以及並且具有總括控制部，其係在前述帶電粒子射束照射於照射對象之期間，以依每一前述位置監視器錯開時序而執行前述AD轉換處理之方式，來控制複數個前述通道資料轉換部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之射束位置監視裝置，其中，前述總括控制部係在每次接收表示對於在目標位置掃描前述帶電粒子射束的前述掃描電磁鐵之指令設定已完成之點間移動完成信號時，對將複數個前述通道資料轉換部對應每一前述位置監視器而被群組化後的資料轉換部群組之複數個之中並未執行前述AD轉換處理的一個資料轉換部群組，輸出開始前述AD轉換處理的處理開始信號，且在輸出前述處理開始信號後 並經過預定的開始延遲時間之後，對並未執行前述AD轉換處理的其他資料轉換部群組輸出開始前述AD轉換處理的處理開始信號。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之射束位置監視裝置，其中，前述射束資料處理裝置，係依每一前述位置監視器具有異常判定處理部，該異常判定處理部係根據前述帶電粒子射束之目標位置及位置容許值來判定藉由前述位置尺寸處理部計算所得的前述射束位置是否在容許範圍內，當判定前述射束位置並未在容許範圍內的情況時產生位置異常信號。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之射束位置監視裝置，其中，前述位置監視器係設置有二個，前述總括控制部，係對二個前述資料轉換部群組交互地輸出開始前述AD轉換處理的前述處理開始信號。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之射束位置監視裝置，其中，前述位置尺寸處理部，係根據藉由複數個前述通道資料轉換部所處理過的複數個前述電壓資訊，來計算通過前述位置監視器的前述帶電粒子射束之射束尺寸，前述異常判定處理部，係根據前述帶電粒子射束之目標射束尺寸及尺寸容許值來判定前述射束尺寸是否在容許範圍內，當判定前述射束尺寸並未在容許範圍內的情況時產生尺寸異常信號。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之射束位置監視裝置，其中，前述位置監視器係設置有二個，前述總括控制部，係對二個前述資料轉換部群組交互地輸 出開始前述AD轉換處理的前述處理開始信號。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之射束位置監視裝置，其中，前述位置尺寸處理部，係根據藉由複數個前述通道資料轉換部所處理過的複數個前述電壓資訊，來計算通過前述位置監視器的前述帶電粒子射束之射束尺寸，前述異常判定處理部，係根據前述帶電粒子射束之目標射束尺寸及尺寸容許值來判定前述射束尺寸是否在容許範圍內，當判定前述射束尺寸並未在容許範圍內的情況時產生尺寸異常信號。
  8. 一種粒子線治療裝置，係包括：射束產生裝置，用以產生帶電粒子射束，且以加速器來使該帶電粒子射束加速；射束輸送系統，輸送經前述加速器加速過的帶電粒子射束；以及粒子線照射裝置，將由前述射束輸送系統所輸送來的帶電粒子射束照射於照射對象，前述粒子線照射裝置係具有：掃描電磁鐵，掃描欲照射於前述照射對象的帶電粒子射束；以及射束位置監視裝置，運算處理經前述掃描電磁鐵掃描過的帶電粒子射束之狀態，前述射束位置監視裝置，係申請專利範圍第1項、第2項、第6項中任一項所述的射束位置監視裝置。
  9. 一種粒子線治療裝置，係包括： 射束產生裝置，用以產生帶電粒子射束，且以加速器來使該帶電粒子射束加速；射束輸送系統，輸送經前述加速器加速過的帶電粒子射束；以及粒子線照射裝置，將由前述射束輸送系統所輸送來的帶電粒子射束照射於照射對象，前述粒子線照射裝置係具有：掃描電磁鐵，掃描欲照射於前述照射對象的帶電粒子射束；以及射束位置監視裝置，運算處理經前述掃描電磁鐵掃描過的帶電粒子射束之狀態，前述射束位置監視裝置，係申請專利範圍第3項所述的射束位置監視裝置。
  10. 一種粒子線治療裝置，係包括：射束產生裝置，用以產生帶電粒子射束，且以加速器來使該帶電粒子射束加速；射束輸送系統，輸送經前述加速器加速過的帶電粒子射束；以及粒子線照射裝置，將由前述射束輸送系統所輸送來的帶電粒子射束照射於照射對象，前述粒子線照射裝置係具有：掃描電磁鐵，掃描欲照射於前述照射對象的帶電粒子射束；以及射束位置監視裝置，運算處理經前述掃描電磁鐵掃描過的 帶電粒子射束之狀態，前述射束位置監視裝置，係申請專利範圍第4項所述的射束位置監視裝置。
  11. 一種粒子線治療裝置，係包括：射束產生裝置，用以產生帶電粒子射束，且以加速器來使該帶電粒子射束加速；射束輸送系統，輸送經前述加速器加速過的帶電粒子射束；以及粒子線照射裝置，將由前述射束輸送系統所輸送來的帶電粒子射束照射於照射對象，前述粒子線照射裝置係具有：掃描電磁鐵，掃描欲照射於前述照射對象的帶電粒子射束；以及射束位置監視裝置，運算處理經前述掃描電磁鐵掃描過的帶電粒子射束之狀態，前述射束位置監視裝置，係申請專利範圍第5項所述的射束位置監視裝置。
  12. 一種粒子線治療裝置，係包括：射束產生裝置，用以產生帶電粒子射束，且以加速器來使該帶電粒子射束加速；射束輸送系統，輸送經前述加速器加速過的帶電粒子射束；以及粒子線照射裝置，將由前述射束輸送系統所輸送來的帶電粒子射束照射於照射對象， 前述粒子線照射裝置係具有：掃描電磁鐵，掃描欲照射於前述照射對象的帶電粒子射束；以及射束位置監視裝置，運算處理經前述掃描電磁鐵掃描過的帶電粒子射束之狀態，前述射束位置監視裝置，係申請專利範圍第7項所述的射束位置監視裝置。
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